Единица за отделяне на въздух

Какво е единица за отделяне на въздух?

 

Единица за отделяне на въздух е индустриално съоръжение. Той функционира първо чрез охлаждане и втечняване на въздуха. След това, използвайки криогенна дестилация въз основа на различните точки на кипене на газове във въздуха, тя разделя атмосферата на основни компоненти, главно включително кислород, азот и аргон. Произведените чисти газове се използват широко в индустриални и медицински области. Процесът е енергия - интензивна и разчита на компоненти като компресори, дестилационни колони и молекулни сита. Също така, ASU може да отдели атмосферата на основните си компоненти като азот, кислород и понякога аргон и други редки газове, обикновено съставени от елементи, включително въздушни компресори, системи за пречистване на въздуха, топлообменници, криогенни системи за охлаждане и дестилационни колони.

Методи за разделяне на въздуха

NewTek ви предоставя рязане - Edge Gas Solutions

Криогенна дестилация

Криогенната дестилация първо охлажда въздуха, за да го втечня, след което селективно разделя неговите компоненти въз основа на разликите им в точката на кипене чрез дестилация. Това произвежда висок - чистота газ, но консумира много енергия. Системата изисква тясно интегрирани топлообменници и колони за разделяне, за да поддържа ефективността, като хладилната енергия идва от компресора на входящия въздух.
За да постигнат ниски температури, растенията за отделяне на въздух използват два цикъла на хладилник: Използване на изотермично дроселиране чрез дроселно устройство или изоентропна експанзия чрез разширител. Криогенното оборудване трябва да се помещава в „студена кутия“ (изолиран корпус), за да се сведе до минимум загубите на охлаждане.

 

Други методи за разделяне на въздуха

●Технология за разделяне на мембраната: ниско потребление на енергия и гъвкави параметри. Стая - температурни полимерни мембрани произвеждат 25% - 50% кислород - обогатен въздух; Керамичните мембрани (ITM и OTM) изискват температури от 800 - 900 градуса и могат да произвеждат висок - кислород на чистотата над 90%. Те могат да се използват за производство на кислород - изчерпани или азотни - обогатен газ за резервоари за гориво на пътнически самолети, за да се намали рискът, а също така могат да осигурят въздух, обогатен с кислород, за пилоти с висока височина, неселящно самолет.

●Адсорбция на замах на налягането (PSA): Работа при стайна температура и не изисква втечняване, PSA използва зеолит („молекулярна гъба“) за високо- адсорбция на налягането и намалена - десорбция на налягане за отделяне на кислорода и азота. Този компактен компресор може да се използва за производство на преносими медицински кислородни концентратори. Адсорбцията на люлеенето на вакуумното налягане (VPSA) е подобна, като само целевият газ е десорбиран при субатмосферно налягане

Вземете безплатна оферта!

 

Принцип на работа на единица за отделяне на въздух (ASU)

Въпреки че единиците за отделяне на въздух могат да използват различни технологии, като разделяне на мембраната и адсорбция на замах на налягането, криогенно фракциониране (дестилация) остава основната технология на основната основна за постигане на ефективно, високо - разделяне на чистотата. Типичният му процес на работа е разделен на четири ключови етапа:

 

 

Етап на компресия

Атмосферният въздух първо се изтегля в ASU и след това влиза в мулти - система за компресор на сцената за налягане. Основната цел на този етап е да увеличи налягането на въздуха, като по този начин се намали консумацията на енергия и подобрява ефективността в следващите процеси на охлаждане и разделяне. Налягането на въздуха обикновено се контролира в диапазон от 5-10 бага, полагайки основата за следващите процеси.

 

Етап на пречистване

Въздухът под налягане първо преминава през система за пречистване, за да премахне примесите, предимно влага, въглероден диоксид и следи количества масло, прах и други замърсители. Тази стъпка е от решаващо значение: тя гарантира високата чистота на крайния изходен газ, отговарящо на изискванията на индустриалните и медицинските приложения; Той също така предотвратява замръзване или натрупване на примеси в последващата ниска температурна среда -, предотвратявайки блокирането на топлообменниците, тръбопроводите и друго оборудване, като по този начин гарантира стабилна работа на устройството.

 

Етап на охлаждане

Пречистеният сгъстен въздух навлиза в охлаждаща система, състояща се от топлообменник и цикъл на хладилник (като цикли на Linde или Kraut), където постепенно се охлажда до ниска температура. Тъй като криогенното фракциониране се основава на разликите в точките на кипене между газообразните компоненти, процесът на охлаждане понижава въздуха към температурата на втечняване, превръщайки газообразния въздух в течен въздух, подготвяйки го за последващо разделяне на дестилацията.

 

Етап на разделяне

Течният въздух се подава в единична - или мулти - дестилационна кула, където компонентите му са разделени чрез фракционна дестилация. Разликите в точките на кипене между газовете са от решаващо значение за разделяне: азот, с най -ниската му точка на кипене, изпарява се и се издига от първо течния въздух, като се събира в горната част на кулата. Кислородът, с по -високата си точка на кипене, остава на дъното на кулата и се изхвърля като течност или газ. Ако Аргон трябва да бъде разделен, тъй като точката му на кипене се намира между азот и кислород, той може да бъде извлечен от средата на кулата чрез специализиран дестилационен участък.

Единица за отделяне на въздух (ASU) Работен процес и основни компоненти

 

Сгъстеният въздух от въздушния компресор първо се охлажда от въздушна система PRE -, преди да бъде отстранена от молекулни сита, за да се отстранят примесите като влага, въглероден диоксид и въглеводороди. След това пречистеният въздух се разделя на две пътеки: единият се изпраща директно в горната колона на дестилационната кула, докато другият се разширява и охлажда от разширител, преди да бъде изпратен в долната колона. В рамките на дестилационната кула, нарастващата пара и падащата течност се подлагат на топлинен обмен и разделяне, в крайна сметка произвеждайки висок - азот за чистота в горната част на горната колона и висок - кислород на чистотата в долната част.
 

● Система за компресия:

Състои се от филтър за вход на въздух (за филтриране на прах), въздушен компресор (за налягане на въздух), въздушен компресор междустанен охладител (за намаляване на температурата и поддържане на ефективността) и заглушител на въздушния компресор (за намаляване на шума).

● Pre - охладителна система:
Състои се от вода - охлаждаща кула, охлаждаща кула- (за обмен на топлина и намаляване на температурата), водна помпа (за осигуряване на охлаждаща вода) и чилър (за осигуряване на дълбоко охлаждане).

● Система за пречистване:
Ядрото е молекулен ситен адсорбер (за отстраняване на примеси), съчетан с заглушител на азотен вентилатор (за намаляване на шума от отработените газове).

● Система за топлообмен:

Включва основния топлообменник (за обмен на топлообмен между въздух и нисък - температурен газ за намаляване на температурата) и подколеча (за охлаждащи течни продукти за намаляване на загубите на изпаряване).

● Система за дестилация:
Включва дестилационната кула (за газ - течно разделяне на контакт) и кондензатора - изпарител (за поддържане на цикъла на дестилация).

● Система за доставка на продукти:

Включваща станция за регулиране на налягането (за регулиране на налягането) и измервателна станция (за измерване на потока).

● Течна система за архивиране на съхранение:

Включва течни резервоари за съхранение (за съхранение на течен кислород и течен азот), резервоари за съхранение на газ (за буфериране на газообразни продукти) и течен изпарител (за аварийна течност - до - конверсия на газ).

Приложения за отделяне на въздух

 

 

 

 

 

Медицинско здравеопазване
 

Промишлено производство
 

Храна и напитки
 

Производство на енергия

 

Единица за отделяне на въздух в процеса на индустриални газове

Въздухът се състои предимно от азот (приблизително 78,1%), кислород (приблизително 20,9%), аргон (приблизително 0,9%) и малки количества други газове. Понастоящем най -широко използваният метод за разделяне на въздух в индустрията е криогенното разделяне, известно още като криогенна дестилация. По същество това включва втечняване на газ, обикновено използващи механични методи като разширяване на дросела или адиабатно разширяване. Въздухът първо се компресира и охлажда, а след това се дестилира, използвайки разликите в точките на кипене между газовете, за да ги отдели.

Ключови възли и функции на потока на процеса

● Поток на въздух за подаване

Основен входен параметър (измерен в NM³/H), който директно определя производствената скала/капацитета на ASU (напр. 68 500 nm³/h за среда - с размер ASU при нормална работа).

Аномалии: внезапно увеличава компресорите за претоварване (по -висока консумация на износване/енергия) и пречистване на прекъсване/охлаждане/дестилация (небалансиран газ - течност/термодинамика, по -ниска ефективност/добив); Прекалено ниският поток намалява използването на оборудването и повишава единичните разходи.

● Сгъстен въздушен поток

Променя на дебита променя след - компресия; Изходният поток трябва да съответства на системния процес, да гарантира достатъчно налягане за криогенни/дестилационни операции и да поддържа стабилност.

Контрол: Регулиране на отвора на входния водач или скорост на компресора за прецизно управление на потока/налягането.

Рискове: свръхналягането причинява опасности от оборудването; недостатъчни ограничения за налягане втечняване/разделяне; Нестабилният поток нарушава адсорбцията на молекулярното сито (неадекватно отстраняване на примеси).

● Пречистен дебит на въздуха

Критично за криогенно разделяне след отстраняване на влага/Co₂/въглеводороди чрез въздушни сушилни; изисква стабилност и съответствие на дизайна.

Въздействия: Ненормален поток Небаланси Фракциониращ газ на кулата - Коефициент на течност (напр. Прекомерният поток ускорява газовото изкачване, намаляване на времето/ефективността на контакта и чистотата на продукта); Над - Стандартните примеси причиняват криогенно оборудване за глазура/запушване.

● газ - Скоростите на течността в дестилационните кули

Газ - Фазов дебит: Ключ за ефективност (напр. Първоначалната дестилация в двойна - долната кула на кулата произвежда нарастващ азот/низходящ кислород - богата течност). Подходящият поток гарантира достатъчен газ - течен контакт (топлина/масово обмен); Излишъкът причинява наводнения на кулата (натрупване на течност, нарушена дестилация) и ниска ефективност на разделяне.

Течност - Фазов дебит: Противове с газ; Потокът (напр. Тросена кислород - богата течност от долната кула до горната кула) трябва да съответства на потока на газ. Излишни наводнения кули; Недостатъчността намалява измиването на примесите (лоша чистота); Нестабилният поток нарушава кондензатора - топлообмен за изпарител (влияе върху енергийния баланс/разделянето).

● Скорост на дебита на продукта и отпадъчните газове

Поток на кислород на продукта: контролиран от нуждите на потребителя (напр. Високият поток за производство на стомана, висока чистота за медицинска употреба); Регулиран чрез параметри на дестилацията (съотношение на рефлукс, температура, налягане). Колебанията влияят на производството (напр. Нестабилна ефективност/качество на производството на стомана).

Поток на азот на продукта: Прецизно контролиран (чрез дестилационен газ - разпределение на течността, рефлукс течен азот) за химикали/електроника (напр. Стабилен висок - Чистота азот като чип екраниращ газ); отклоненията причиняват окисляване.

Поток на отпадъчните газове: съдържа незасегнати газове; След охлаждане на разширяването частта регенерира хладни молекулярни сита, остатъчни отвори. Излишъкът показва ниска ефективност на разделяне (пропилян газ, висока енергия) и лоша регенерация на сито (намалена адсорбция/стабилност).

Методи за контрол и регулиране на потока

● Регулиране на клапана

Дроселен клапан: Дръзката на дросела е често използвано устройство за контрол на потока, което контролира потока, като променя отвора на клапана, за да се промени площта на потока на течността. В въздушните единици за разделяне на въздуха често се използват дроселни клапани за контрол на потока на захранващ въздух, компресиран въздух и компонентите на газовете и течността във всяка колона. Например, преди въздухът да влезе в колона за дестилация, може да се използва клапан за дросели за регулиране на дебита, за да отговори на изискванията за подаване на колона за дестилация. Докато клапаните на дросела предлагат предимства като проста структура и лекота на работа, те също така генерират определен спад на налягането по време на процеса на регулиране, което води до загуба на енергия.

Регулиране на клапана: Регулиращ клапан обикновено се използва заедно с автоматизирана система за управление за автоматично регулиране на отвора на клапана според зададен дебит. Регулиращите клапани често се инсталират в ключови точки за контрол на потока в единици за разделяне на въздуха, като изходните тръбопроводи за кислород и азот на продукта. Въз основа на реални данни за потока на времето-, контролерът автоматично настройва отвора на клапана, за да поддържа дебита в рамките на зададения диапазон. В сравнение с клапаните на дросела, регулиращите клапани предлагат по -висока точност на регулиране и по -бърза реакция, което ги прави по -адаптивни към различни работни условия по време на работата на единицата.

● Регулиране на компресора

Регулиране на входния водещ: За центробежните въздушни компресори обемът на всмукателния въздух може да се променя чрез регулиране на ъгъла на входните лопатки, като по този начин се контролира скоростта на сгъстения въздушен поток. За да се увеличи скоростта на сгъстения въздушен поток, отворът на лопатката на входния водач се увеличава, за да може повече въздух да влезе в компресора; Обратно, отворът на лопатката на входния водач е намален, за да се намали обемът на всмукателния въздух. Регулирането на Vane Guide предлага предимствата на широк диапазон на регулиране и сравнително минимално потребление на енергия по време на регулиране. Това гарантира, че скоростта на потока на компресирания въздух отговаря на изискванията на процеса, като същевременно поддържа ефективна работа на компресора.

Регулиране на скоростта: Скоростта на потока може да се регулира и чрез промяна на скоростта на компресора. Използвайки технологията за регулиране на скоростта на променлива честота, скоростта на компресора може да бъде гъвкава регулирана въз основа на действителните изисквания за потока. Когато устройството изисква по -ниска скорост на сгъстен въздух, скоростта на компресора се намалява; Когато се изисква по -висок дебит, скоростта се увеличава. Регулирането на скоростта предлага бързо време за реакция и може бързо да се адаптира към промените в дебита на процеса, но поставя високи изисквания към двигателната и контролната система.

● Регламент на рефлукс

Регулацията на рефлуксът е често срещан метод за контрол на потока в единиците за разделяне на въздуха. Например, в колона за дестилация, съотношението на течността на газ - в колоната се контролира чрез регулиране на скоростта на потока на рефлукс, като по този начин влияе на ефективността на дестилацията и дебита на продукта. За да се подобри чистотата на продукта, скоростта на потока на рефлукс може да бъде увеличена, за да се даде възможност за дестилационна секция в колоната да се отдели по -ефективно примесите от газа. За да се увеличи добивът на продукта, скоростта на потока на рефлукс може да бъде намалена. Регулацията на рефлуксът трябва да се използва заедно с други методи за контрол на потока, за да се осигури стабилна работа на колоната за дестилация при различни работни условия.

Мониторинг на потока и осигуряване на безопасността

● Система за наблюдение на потока

За точното наблюдение на потока в ключовите точки на ASU обикновено се приема усъвършенствана система за наблюдение на потока, съставена главно от сензори на потока, вериги за предаване на сигнали и инструменти за дисплей и контрол.

●Сензори за поток:

Плоч на отвори за отвори: Измервайте потока чрез диференциал на налягането от течност, преминаваща през отвор; Проста, ниска - цена, но ограничена точност.

VORTEX FLOKETERS: Открийте честотата на вихъра от течност, преминаваща през генератор на вихър; Висока точност, широк обхват на измерване.

Масови потоци: Директно измервайте масовия поток на течността, незасегнат от промените в температурата/налягането/плътността; Ultra - Висока точност, идеален за измерване на потока на газ на продукта.

● Предаване на сигнал и контрол на дисплея:

Сензорите на потока преобразуват сигналите на потока в електрически/цифрови сигнали, предавани на инструменти за показване и управление. Тези инструменти показват реален - времева поток във всяка точка, задействащи аларми, ако потокът надвишава диапазоните и се свържете към системата за автоматизация за автоматично регулиране на потока.

●Мерки за безопасност

Ненормалните колебания на потока в ASU могат да причинят рискове за безопасност, изискващи ефективни мерки за безопасност:

Аларми и блокировки на потока:
Системата за мониторинг има граници на горната/долната аларма; Активиращи се аларми за звука/визуални аларми, когато потокът е извън обхвата. Устройствата за блокиране предотвратяват тежки произшествия: напр. Автоматично - изключване на въздушни компресори, ако потокът на въздуха е твърде нисък (за да се избегне повреда на оборудването) или автоматично - регулиране на отворите на клапаните/изключване на специфично оборудване, ако продуктът O₂/N₂ потока се колебае ненормално.

Поддръжка и грижа за оборудването:
Редовно поддържайте оборудването за мониторинг на потока, устройствата за управление и целия ASU: Проверете сензорите за потока за блокиране/повреда (почистете/заменете незабавно), проверявайте/гребрите (гарантирайте гъвкавост/надеждност) и проверете ключовото оборудване (напр. Компресорите) за стабилни характеристики. Това намалява аномалиите на потока от повредите на оборудването и подобрява оперативната безопасност.

Препоръчителни параметри на потока за единици за отделяне на въздух от различни мащаби

●Малък - скала asus

Подходящ за сценарии с ниско търсене на газ, като лаборатории и малки фабрики.

Core Parameters: Process air flow rate 50-500 Nm³/h; product oxygen flow rate 10-200 Nm³/h (purity >99.5%), product nitrogen flow rate 20-300 Nm³/h (purity >99.9%).​

Характеристики: Прецизно контролирайте дебита на всеки компонент, за да осигурите стабилно захранване с високо - чистота газ за малки - производство или експерименти.

●Средна - скала asus

Широко обслужвайте общите индустриални предприятия, за да отговорите на редовното търсене на газ.

Основни параметри: Процесният дебит на въздуха 3000-20 000 nm³/h; Скорост на потока на кислорода на продукта 1 000-10 000 nm³/h (Чистота ≈99,6%), скорост на потока на азот на продукта 1,500-15 000 nm³/h (чистота до 99,99%).

Характеристики: По -високи изисквания за контрол на потока при ключови възли (напр. Захранващ въздух, сгъстен въздух, газ - течен поток в дестилационни кули); Разчитайте на модерни автоматизирани системи и прецизно оборудване, за да осигурите ефективна, стабилна работа и качество на продукта.

●Голям - скала asus

Използва се в големи сценарии за промишлено производство на-, като големи стоманени мелници и химически централи.

Основни параметри: Скоростта на потока на въздуха над 50 000 nm³/h (някои надвишават 100 000 nm³/h, напр. ASU в голям стоманен конгломерат достига 80 000 nm³/h); Скорост на потока на кислорода на продукта 30 000-50 000 nm³/h (отговаря на строгите изисквания за чистота за производство на стомана), дебит на азотния дебит на продукта 40 000-60 000 nm³/h.

Характеристики: Висока трудност при контрола на потока; Изисквайте по -модерни и надеждни технологии за мониторинг и регулиране, за да осигурите стабилна и ефективна работа при високо натоварване, осигурявайки непрекъснато високо - качествен газ за голям - производство на скала.

Като един от най -професионалните производители и доставчици на отделение за въздушна отдела в Китай, ние сърдечно ви приветстваме в блока за отделяне на въздух с висока чистота на едро от нашата фабрика. Всички продукти, изработени по поръчка, са с високо качество и конкурентна цена.